Question

【題目】小峰和小剛閱讀試劑標簽后發(fā)現(xiàn)，市場銷售的高錳酸鉀品體純度高達99.5%，含水量可以忽略不計，為探究“試管放置方式對高錳酸鉀制取氧氣速率和體積的影響”，他倆用硬質(zhì)試管設(shè)計了制取氧氣的直立型裝置（如圖），并與斜臥型裝置比較。在氣密性良好的裝置中分別加入5克高錳酸鉀晶體，用同一酒精燈分別加熱，用同一型號的集氣瓶收集氣體，每組實驗進行五次，數(shù)據(jù)取平均值后記錄如下表：

裝置類型	直立型	斜臥型
收集1瓶氧氣所需時間/秒	59	68
收集2瓶氧氣所需時間/秒	95	108
收集氧氣的總體積/毫升	525	476

（1）斜臥型裝置中.試管口放置一團棉花的目的是：______；寫出試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

（2）收集2瓶氧氣所需時間直立型斜臥型______（填“>”或“<”或“=”），除了該方法比較反應(yīng)速率之外，還可以通過________測量來比較兩種裝置制取氧氣的反應(yīng)速率。該實驗中收集氧氣的最佳方法是____。

（3）等質(zhì)量的高錳酸鉀完全反應(yīng)，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是：____。

（4）根據(jù)相關(guān)方程式計算，得出5克高錳酸鉀生成的氧氣質(zhì)量為理論值.實驗中發(fā)現(xiàn)兩種發(fā)生裝置收集到的氧氣質(zhì)量明顯大于理論值，他們對其原因進行了探究：

（提出假設(shè)）小峰假設(shè)：反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣；

你的假設(shè)：________。

（設(shè)計實驗）要驗證小峰的假設(shè)能否成立，請設(shè)計簡明的實驗方案

步驟	現(xiàn)象	結(jié)論
__________	_______	小峰猜想不正確
	____	小峰猜想正確

Answer 1

【答案】防止藥品進入導(dǎo)管 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ＜ 相同時間產(chǎn)生氧氣的體積 排水法 斜臥型裝置的固體被氣流帶到試管口的較多，因此沒有反應(yīng)的較多，產(chǎn)生氧氣較少 反應(yīng)生成的二氧化錳在較高溫度下受熱分解出氧氣 稱取一定質(zhì)量的錳酸鉀于試管中，在較高溫度下加熱一段時間，并向試管中伸入一根帶火星的木條。（方法合理即可） 帶火星的木條沒有復(fù)燃 帶火星的木條復(fù)燃

【解析】

本題是為探究“試管放置方式對高錳酸鉀制取氧氣速率和體積的影響”，做了直立型裝置與斜臥型裝置實驗對比。

（1）斜臥型裝置中.試管口放置一團棉花的目的是防止藥品進入導(dǎo)管；試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。

（2）收集2瓶氧氣直立型所需時間95秒，斜臥型所需時間108秒，收集2瓶氧氣直立型所需時間小于斜臥型所需時間，除了該方法比較反應(yīng)速率之外，還可以通過排水法收集氧氣，測量相同時間產(chǎn)生氧氣的體積來比較兩種裝置制取氧氣的反應(yīng)速率。因此，該實驗中收集氧氣的最佳方法是排水法。

（3）等質(zhì)量的高錳酸鉀完全反應(yīng)，斜臥型裝置收集到氧氣的總體積比直立型少的原因是：斜臥型裝置的部分高錳酸鉀粉末被氣流帶到試管口，沒有發(fā)生分解反應(yīng)，因此產(chǎn)生氧氣總量較少。

（4）因為高錳酸鉀完全反應(yīng)生成的固體混和物有兩種，分別為錳酸鉀和二氧化錳，且這兩種化合物含有氧元素，高溫可能產(chǎn)生氧氣。所以假設(shè)反應(yīng)生成的二氧化錳在較高溫度下受熱分解出氧氣。

（5）小峰的假設(shè)是：反應(yīng)生成的錳酸鉀在較高溫度下受熱分解出氧氣。因此，要判斷小峰假設(shè)是否成立，就是檢驗較高溫度下錳酸鉀是否產(chǎn)生氧氣。設(shè)計實驗：稱取一定質(zhì)量的錳酸鉀于試管中，在較高溫度下加熱一段時間，并向試管中伸入一根帶火星的木條。觀察實驗現(xiàn)象：如果帶火星的木條沒有復(fù)燃，沒有氧氣產(chǎn)生，小峰假設(shè)不成立，如果帶火星的木條復(fù)燃，小峰有氧氣產(chǎn)生，小峰假設(shè)成立。